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ESTUDIO GEOTCNICO PARA EL DISEO DE PILASDE LIXIVIACIN Y DEPSITO DE RIPIOS.

PLANTA ENAMI EL SALADO

VALPARAISO, SEPTIEMBRE 2006

GEOTECNIA AMBIENTAL LTDA.

RAUL ESPINACE Y CIA. LTDA.


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LOS ACACIOS 1977, TEL. : (32)48 05 92V IA DEL MAR - CH I LE

re sp inace@vt r .ne t 2

GEOTECNIA AMB IENTAL LTDA.

RAL ESPINACE Y CIA. LTDA.

INDICE

1. INTRODUCCION. 1

2. CARACTERIZACIN DE LA ZONA DE EMPLAZAMIENTO... 42.1. Antecedentes generales.... 42.2. Antecedentes geolgicos... 52.3. Antecedentes Hidrogeolgicos 62.4. Antecedentes Morfolgicos 72.5. Antecedentes Climatolgicos.. 8

3. ENSAYOS DE CARACTERIZACION GEOTECNICA.. 103.1. Ensayos en terreno. 103.1.1. Estratigrafas... 113.1.2. Estado de compacidad... 173.2. Ensayos de Laboratorio... 183.2.1. Granulometra... 183.2.2. Lmites de Atterberg. 193.2.3. Mxima densidad compactada. 19

4. CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES GEOTCNICAS DEL SUBSUELO 20

5. DISEO DE LAS PILAS DE LIXIVIACIN 215.1. Descripcin... 21

5.2. Diseo de las pilas de lixiviacin. 215.2.1. Disposicin de los ripios. 215.2.2. Zanjas de conduccin de lixiviados 225.3. Preparacin del fondo.. 225.4. Obras asociadas... 235.4.1.Vas de acceso internas.. 235.4.2.Sistemas de impermeabilizacin basal 23

6. ANLISIS DE LA ESTABILIDAD DE LAS PILAS DE LIXIVIACION 266.1. Comportamiento mecnico y modo de falla 266.2 Hiptesis de clculo... 266.3. Perfil de anlisis... 276.4. Aceleracin mxima y coeficiente ssmico de diseo. 276.5. Mtodo de clculo adoptado 276.6. Factor de seguridad adoptado.. 286.7. Parmetros resistentes considerados. 286.8. Resultados obtenidos del anlisis de estabilidad de taludes 29

7. DISEO DEL DEPOSITO DE RIPIOS 317.1. Estratigrafias. 327.2. Ensayos de laboratorio. 337.2.1. Granulometra... 337.2.2. Lmites de Atterberg. 33


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7.2.3. Mxima densidad compactada. 33

7.3. Diseo del deposito de ripios.. 347.4. Antecedentes constructivos.. 357.5. Especificaciones tcnicas sistema de impermeabilizacin... 357.5.1. Preparacin de superficies.. 357.5.2. Sistema de impermeabilizacin.. 367.5.3. Caractersticas e instalacin de geomembranas 367.6. Diseo geomtrico depsito de ripios. 367.7. Capacidad volumtrica de depositacin.. 387.8. Anlisis de estabilidad del nuevo depsito de ripios de lixiviacin 397.8.1. Introduccin 397.8.2. Comportamiento mecnico y modos de falla 39

7.8.3. Hiptesis, criterios y consideraciones de anlisis. 407.8.4. Escenarios de anlisis 417.8.5. Perfiles considerados para la geometra proyectada 417.8.6. Clculo de estabilidad del nuevo depsito de ripios 427.9. Obras asociadas.. 487.9.1. Vas de acceso. 487.9.2. Manejo de aguas superficiales y lixiviados remanentes 507.9.3. Gaviones de proteccin 53

8. ACCIONES DESTINADAS AL CIERRE Y ABANDONO DE LOSDEPOSITOS..

55

8.1. Introduccin. 558.2. Plan de cierre depsito de ripios.. 558.3. Resumen de medidas para el cierre y abandono de los depsitos de

ripios de lixiviacin.56

ANEXO A. Estudio Hidrolgico zona de emplazamiento nuevo depsito de ripios delixiviacin

ANEXO B. Resultados anlisis estabilidad de taludes, escenarios 1, 2 y 3


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1. INTRODUCCIN

La Empresa Nacional de Minera (ENAMI), a travs del Sr. David Olguin A., Administrador de laPlanta ENAMI El Salado, solicit a esta consultora, la realizacin del Estudio Geotcnico parael diseo de pilas de lixiviacin y depsito de ripios. Planta ENAMI El Salado.

La planta ENAMI El Salado, se encuentra ubicada a 170 km al norte de la ciudad de Copiap,en la carretera que une las ciudades de Chaaral y Diego de Almagro, en la III Regin deAtacama. Esta planta, que procesa minerales oxidados, se encuentra en operacin desde elao 1929, procesa 30.000 ton/mes de mineral.

Segn informacin de ENAMI, los minerales extrados de alrededor de 60 yacimientos de lazona son tratados en la Planta, sometidos a un proceso de lixiviacin en pilas dinmicas

durante 60 das. Terminado este proceso, los ripios son enviados a un depsito de ripios,ubicado en el sector norte al interior de la planta. Para el caso del presente estudio an no seha definido el rea de emplazamiento de los futuros depsitos de ripios de lixiviacin que seproduzcan.

La Planta Salado produce en la actualidad aproximadamente 400 t/mes de ctodos de cobre, enun proceso hidrometalrgico de tecnologa limpia, que obtiene cobre de alta pureza. Para laoperacin del ao 2006, se proyecta la puesta en marcha de un proyecto de ampliacin de laPlanta LIX-SX-EW para producir hasta 800 t/mes. Las pilas de lixiviacin proyectadas, seemplazarn aproximadamente a 2 kilmetros al oeste de la Planta y ocupa una extensin de90.000 m2.

Por lo anterior, es que el presente estudio tiene por objetivo generar los antecedentesgeotcnicos necesarios para evaluar la estabilidad global que presentan las pilas de lixiviacinproyectadas y generar antecedentes preliminares para los depsitos de ripios lixiviados.

Se han utilizado como antecedentes para la elaboracin de este estudio, referencias aportadaspor el mandante sobre los ripios y un plano topogrfico, adems de informacin obtenida devisitas a terreno y anlisis geotcnicos efectuados en terreno y en laboratorio.

Entre la bibliografa y los principales antecedentes que han sido empleados para el desarrollode este estudio, se encuentran:

Plano CONFECCION TERRAZAS P. LIXIVIACIN SECTOR P. LIXIVIACIN. EL

SALADO. Febrero 2006. ENAMI

Estabilidad de Taludes de Pilas en Canchas de Lixiviacin Impermeabilizadas Desde elDiseo, hasta la Operacin y Clausura. Breitenbach, A.J. GFR Engineering Solutions, Vol.22, N 1. Enero 2004.

Aspectos Geotcnicos en el Diseo de Pilas y Botaderos de lixiviacin. Bard et al. 2004. VCongreso Chileno de Ingeniera Geotcnica. Octubre, 2004.

GRIEM (1997-2005): Museo Virtual de la Regin Atacama (geovirtual.cl)


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Revista Geogrfica de Chile, Instituto Geogrfico Militar, III Regin de Atacama, 1986.

http://ssn.dgf.uchile.cl,

Estudio Geotcnico Disposicin de Residuos Provenientes del Proceso de LixiviacinAmpliacin Planta SX-EW Planta Salado ENAMI. Centro de Asistencia Tcnica Escuelade Ingeniera en Construccin PUCV, mayo de 2002.

Caracterizacin Geotcnica de Interfaces de Materiales Granulares y Geomembranas.presentada en el 4 Congreso Chileno de Ingeniera Geotcnica. Andrade et al. 1997.

State of the Practice Review of Heap Leach Pad Design Issues. Smith. M y Thiel. P, 2001.

Geologa de Chile. Jorge Muoz Cristi, Ed. Andrs Bello 1973.

El estudio de las caractersticas y propiedades geotcnicas de los ripios que conformarn laspilas de lixiviacin, se realiz a partir de antecedentes preliminares suministrados por elmandante y la topografa entregada, de febrero 2006. Complementariamente, se dise unprograma de ensayos de terreno consistente en la ejecucin de calicatas semi-profundas yobtencin de densidades in-situ, todo ello en lugares representativos de los sectores en estudio.En los puntos seleccionados se tomaron muestras representativas, las que fueron llevadas allaboratorio para la determinacin de las propiedades ndices (Granulometra, Lmites deAtterberg) y de compacidad (Proctor Modificado).

Con los antecedentes geotcnicos obtenidos de los ensayos, se procedi a la evaluacin de laestabilidad de taludes del depsito actual y del proyectado, mediante el empleo de mtodosestticos y pseudo-estticos, utilizando como herramienta el software Slope/W.

A partir de informacin geotcnica generada y el diseo geomtrico de las pilas de lixiviacindefinido por ENAMI, se procedi a realizar la evaluacin de la estabilidad mecnica del depsitobajo condiciones estticas y ssmicas, considerando distintos escenarios de clculo. Adems seevaluaron los efectos que se generan tanto de la aplicacin de una lixiviacin secundaria comode precipitaciones sobre la masa de ripios y el efecto de maduracin o rigidizacin que segenerara en este tipo de materiales a largo plazo, ante la ausencia de un elevado contenido dehumedad.

El presente Estudio se ha estructurado en seis captulos de acuerdo al siguiente orden:

En el captulo 2, se presentan los principales antecedentes, relativos a la Planta ENAMI -Salado, adems de antecedentes geogrficos, geolgicos y ssmicos.

En el captulo 3, se presentan los resultados de los ensayos geotcnicos realizados in situ yen laboratorio, para caracterizar el rea en estudio.

En el capitulo 4, se detallan las propiedades geotcnicas del suelo de fundacin de lasfuturas pilas de lixiviacin.


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En el capitulo 5, se describen los principales criterios de diseo y se aportan

recomendaciones generales para la operacin de las pilas de lixiviacin, con el propsito demantener la estabilidad dentro de rangos de seguridad aceptables.

En el captulo 6, se presentan los resultados del anlisis de la estabilidad de las pilas delixiviacin.

En el captulo 7, se presenta el diseo del depsito de ripios con el anlisis de la estabilidadde lo mismos. Tambin se entrega informacin y el diseo de las obras asociadas,consideradas para la adecuada operacin del depsito durante su vida til y en la etapa deabandono.

En el captulo 8, se entregan los principales lineamientos y acciones que se deben tener encuenta al momento del cierre y en la etapa de abandono del depsito.


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2. CARACTERIZACIN DE LA ZONA DE EMPLAZAMIENTO

2.1. ANTECEDENTES GENERALES.

La planta Osvaldo Martnez de ENAMI, se ubica en la provincia de Chaaral, III regin deAtacama, especficamente en la localidad de El Salado a 36 km del puerto de Chaaral y a 168km al norte de la ciudad de Copiap, en la carretera que une las ciudades de Chaaral y ElSalvador, segn se observa en la figura 2.1.

Esta planta fue inaugurada en 1929, siendo el plantel ms antiguo de la Empresa que an seencuentra en operaciones. Su nombre recuerda a quien elaborara el proyecto que cre la Cajade Crdito Minero y adems fuera su primer Director.

Figura 2.1. Ubicacin de la zona de estudio.Fuente. Instituto Geogrfico Militar.

En la figura 2.2, se observa que la Planta ENAMI Osvaldo Martnez est ubicada a un costadodel ro Salado, adems se puede visualizar la localidad de El Salado.

Los minerales procesados por la planta son comprados a productores particulares, los cuales

entregan sus minerales puestos en cancha de recepcin, previo paso por bscula de pesaje.Desde las canchas el mineral pasa al proceso de chancado, donde el mineral es triturado entres etapas (primario, secundario y terciario), donde el tamao mximo de alimentacin es de15 y este es reducido hasta 100 % - .

El mineral triturado es trasladado (por correas transportadoras) hacia el tambor aglomeradordonde se produce el curado acido mediante la adicin de acido sulfrico y agua, el mineraltratado a razn de 130 t/hora, es transportado mediante camiones hacia el sector de lixiviacin,donde es cargado a pilas mediante un cargador frontal. En la etapa de lixiviacin existen 4terrazas, cada una consta de 9 pilas dinmicas. En estas pilas los minerales son atacados consoluciones acidas para as obtener soluciones ricas en cobre. Una vez concluido el periodo de

EL SALADO


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drenaje de soluciones de la pila, esta es sometida a lavado y reposo, para luego ser retirados

los ripios hacia el botadero central.

La solucin rica obtenida en la etapa de lixiviacin, es alimentada hacia la planta de extraccinpor solventes donde es contactada en contra corriente con una resina orgnica selectiva para laextraccin del cobre, etapa llamada de extraccin (se realiza en equipos mezcladoresdecantadores), el siguiente paso dentro de esta planta es concentrar esta solucin (etapallamada de reextraccion) para obtener un electrolito rico en cobre, llamado electrolito rico, elcual alimenta la planta de electro obtencin.

La planta de electro obtencin cuenta con 48 celdas electrolticas, cada una de las cuales llevainmersa 20 ctodos de acero inoxidable y 21 nodos de Pb/Ca/Sn, es en estas celdas dondese produce la depositacin del cobre mediante la accin de una corriente elctrica en promedio

de 10.800 A, para obtener una produccin de 400 toneladas ctodos/mes de alta pureza.

2.2. ANTECEDENTES GEOLOGICOS.

La zona correspondiente a la localidad de El Salado, se caracteriza por una fisiografa de valletransversal de pendientes medianas, perteneciente a formaciones de la cordillera costera delJursico Plutnico y Paleozoico Plutnico. Durante ese perodo se originaron formacionesrocosas del tipo hipoabisales e gneas intrusivas granticas de enfriamiento lento,entremezcladas con formaciones metamrficas hacia el sector costero como metareniscas,filitas, pizarras y esquistos, figura 2.3.

Figura 2.2. Fotografa satelital de la Planta Osvaldo Martnez ENAMI El SaladoFuente: Google Earth, 2006

AREA EN ESTUDIO


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Por lo general, estos mantos rocosos corresponden a rocas sedimentarias marinas y

continentales, con gruesas intercalaciones de rocas volcnicas silcicas a intermedias, lascuales forman basamentos de carcter impermeable lo que contribuye a que la zona obtengauna importancia hidrogeolgica relativa, catalogada como nula por estudios realizados por laDireccin de Aguas del M.O.P. Las formaciones antes descritas, han sufrido durante largosperodos, procesos erosivos del tipo fsico-qumico, que han actuado sobre la roca madreproduciendo una desintegracin de sta, bsicamente por acciones de la gravedad; cambios detemperatura y del agua.

Estos agentes erosivos han ocasionado grandes depsitos transportados de origen coluvio-aluvial, que han conformado depsitos de potencias importantes de sedimentos de quebrada noconsolidados, los cuales se han alojado en cotas inferiores de las quebradas de los cerroscosteros.

Figura 2.3. Zona de estudio, Quebrada El Salado.Fuente. Departamento de Ingeniera de Minas, Universidad de Atacama.

2.3. ANTECEDENTES HIDROGEOLOGICOS

La hidrologa del sector en que se emplaza la zona en estudio, est determinada por el RoSalado o quebrada Del Salado, tal como se muestra en la figura 2.4, que desarrolla su cuencaexorreica en la porcin norte de la Regin de Atacama, con una extensin de 8.000 km 2y unalongitud de 175 km. La cabecera principal Del Salado, conocida como ro de La Sal, tiene suorigen en las vegas de Vicua al pie occidental del cerro de Doa Ins, que viene a ser elextremo sur de la cordillera de Domeyko. Desarrolla su curso en un profundo can que por 50


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km corre paralelamente al borde occidental del salar de Pedernales, que es una de las cuencas

puneas del extremo sur de este rasgo altiplnico. La proximidad entre este can y el salar estan manifiesta que ha permitido la captacin de aguas saladas de l.

El Salado recibe en la precordillera andina varias quebradas, siendo la ms importante la deAsientos, que cae desde el sur. Otro tributario es la quebrada de Chaaral Alto, en la cual sesita el antiguo oasis de Finca Chaaral y cuyas aguas fueron tomadas en un tiempo para elabastecimiento de bebida del puerto de Chaaral de Las nimas. As, este ro presentahabitualmente un cauce seco, en el cual suelen producirse escurrimientos espordicosderivados de inviernos altiplnicos muy intensos, cuyas precipitaciones a veces alcanzan a laaltitud de las nacientes de este ro y de los tributarios del norte de Copiap, como es laquebrada de Paipote.

Figura 2.4. Zona de estudio, Quebrada El Salado.Fuente. Instituto Geogrfico Militar.

2.4. ANTECEDENTES MORFOLOGICOS

En la regin de Atacama se puede encontrar la tpica morfologa presente en Chile pas comoson las planicies litorales, la cordillera de la costa, la depresin intermedia y la cordillera de losAndes.

El Salado est inserta en la Cordillera de la Costa que presenta Cerros de altura moderada(1000 m.s.n.m.) principalmente de rocas intrusivas cretcicas entre Copiap hacia el ocanoPacifico, figura 2.5.


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Figura 2.4. Morfologa de la regin de Atacama.Fuente. Departamento de Ingeniera de Minas, Universidad de Atacama.

2.5. ANTECEDENTES CLIMATOLOGICOS

La Regin de Atacama y especialmente las localidades de Caldera y El Salado, presentanclimas desrticos pero el incremento de las precipitaciones hace que la condicin de desierto nosea tan rigurosa, destacndose 3 condiciones climticas: una en el sector costero, coninfluencias martimas, otra en la pampa intermedia y por ltimo el sector cordillerano con

incremento de las precipitaciones y rgimen trmico fro.El sector en estudio presenta un clima desrtico normal, figura 2.5, presente en la mayor partede la Regin, cubriendo la zona que va desde donde comienzan las tierras altas de la cordillerahasta donde alcanza la influencia martima intensa por el oeste. Desde Copiap al norte sepresenta una rigurosa sequedad, la que se evidencia en la localidad de El Salado.

En la regin, la amplitud trmica es mucho mayor que en el litoral, la diferencia entre el mesms clido y el ms fro es de 7 a 8 C, mientras que se estima inferior a 6 en la zona costera.Mucho mayor es la amplitud trmica diaria que alcanza del orden de 13 a 15 C, lo que es unabuena muestra de la continentalidad.

Las zonas con este clima se ubican bajo el nivel de la inversin de temperatura, contemperaturas moderadas y humedad suficiente para permitir la generacin de algn tipo devegetacin de estepa en los sectores bajos.

Con respecto a las precipitaciones, estas aumentan con la latitud y con la altura,concentrndose en los meses de invierno. Segn estudios realizados por la DGA,especficamente los que entregan las intensidades pluviomtricas para 1, 2 y 3 das del ao1991 (Mapa de Isoyetas), indican que la zona en estudio se caracteriza por registros de lluviasms bien bajos y clima clasificado como semidesrtico. En la figura 2.6 se presentan lasprecipitaciones mximas en 24 horas para diferentes perodos de retorno.


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Figura 2.5. Clima presente en la Regin de Atacama.

Precipitaciones Mximas (mm)

Perodo de Retorno (aos) T = 5 T = 10 T = 20 T = 50 T = 100

PT24 13,12 20,00 27,18 36,20 43,12

Figura 2.6. Precipitaciones mximas localidad de El Salado.Fuente. Direccin General de Aguas.


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3. ENSAYOS DE CARACTERIZACIN GEOTECNICA

La caracterizacin fsico-mecnica de los suelos de fundacin de las pilas de lixiviacin serealiz a partir de una serie de ensayos in situ y de laboratorio, que fue realizada el mes de

julio del presente ao. Esta caracterizacin contempl fundamentalmente la determinacin delas propiedades fsico-mecnicas de los ripios depositados en las pilas y el actual estado decompacidad que stos presentan. En el anexo B se presentan los certificados de los ensayosrealizados.

3.1. ENSAYOS EN TERRENO

A partir de la informacin recogida en la campaa realizada en terreno por profesionales de laconsultora e informacin aportada por ENAMI, se defini las zonas de prospeccin geotcnica

con el objetivo de efectuar el estudio de las caractersticas fsicas, adems de las propiedadesde infiltracin y estado de compacidad de los suelos de fundacin de las pilas de lixiviacin.

Se tomaron muestras representativas con el objetivo de determinar en laboratorio laspropiedades ndice de los materiales mediante, ensayos de caracterizacin fsica,correspondientes a granulometras (LNV 105), Lmites de Atterberg (NCh 1517) y ProctorModificado (NCh 15434/2).

17.28

02

TERRAPLENEXISTENTE

426.2068

REA: 96.000 mt2

POSTE

POSTE

PISCINA N4

CAMARACAMARA

PEND.=

-7.20

PEND.=

-7.20

PISCINA N3

CAMARACAMARA

POSTE

Calicata 3, DIS 3

Calicata 2, DIS 2

Calicata 1, P1, DIS 1

Calicata 5, DIS 6

43.00

00

56.0

000

32.2

799

56.0

069

80.0000 80.000040.0000



Figura 3.1. Croquis ubicacin de los ensayos in-situ.


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En la figura 3.1., se presenta un croquis de ubicacin de los puntos donde se realizaron los

ensayos y muestreos. Se realizaron ensayos de campo en el rea de emplazamiento de lasfuturas pilas de lixiviacin y adems en una quebrada ubicada al norte del rea en estudio. Losensayos realizados incluyeron estratigrafas, densidades in situ con el mtodo del cono dearena.

3.1.1. Estratigrafas

La estratigrafa general del rea en estudio fue definida a partir de la excavacin de 6 calicatasubicadas en la zona de emplazamiento de las terrazas o pilas de lixiviacin proyectadas, figura3.1. Las calicatas fueron realizadas desde el nivel de terreno hasta una profundidad mnima de2,0 metros.

Figura 3.2. Calicatas realizadas en el rea en estudio

A partir de los resultados obtenidos se concluye, de manera general, que el horizonte 1 es igual

en todas las calicatas y corresponde a un suelo de relleno, con compacidad suelta, seencuentra en estado seco en todo el estrato. En ninguna de las calicatas realizadas se observla presencia de nivel fretico. A continuacin se presentan las caractersticas estratigrficascorrespondientes a cada una de las calicatas realizadas.

Calicata 1

La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno, figura3.3.

Horizonte 1: El espesor del estrato es de aproximadamente 25 cm, y est conformado por arenagravosa, con arenas gruesas y medias, tamao mximo 60 mm, granulometra estimada: 40%

de gravas, 40% de arenas y 20% de finos, partculas de todas las angularidades (angulares,semi-angulares, redondeadas y semi-redondeadas), cementacin dbil, color caf oscuro, sinolor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presentetiene una baja plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de aproximadamente 20 cm y esta constituido por limogravoso, tamao mximo de 40 mm, granulometra estimada: 40% de gravas, 10% de arenas y50% de finos, partculas sub-redondeadas, nula cementacin, color amarillo, con olor mineral,sin humedad, consistencia suave y estructura laminar. El suelo presentaba una plasticidad bajay dilatancia rpida in situ. Se puede concluir que el color del estrato, est relacionado consulfatos de hierro existentes.


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Horizonte 3: El espesor del estrato es de aproximadamente 155 cm, aprecindose arena y

grava de tamao mximo 60 mm, granulometra estimada: 20% de gravas, 70% de arenas y10% de finos, partculas sub-angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor, estratohmedo, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica.

Figura 3.3. Fotografa calicata N 1

Calicata 2


Horizonte 1: El espesor del estrato es de 30 cm y est compuesto por grava arenosa, conarenas gruesas y medias, tamao mximo 60 mm, granulometra estimada: 50% de gravas,40% de arenas y 10% de finos, partculas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semi-redondeadas), cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor,

sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presentetiene una baja plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 40 cm y est conformado por limo gravoso, contamao mximo de 40 mm, granulometra estimada: 40% de gravas, 20% de arenas y 40% definos, partculas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semi-redondeadas), nula cementacin, color amarillo, con olor mineral, sin humedad, consistenciasuave. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rpida in situ. Se puede concluirque el color del estrato est relacionado con sulfatos de hierro existentes.

Horizonte 3: El espesor del estrato es de 155 cm y est compuesto por arena gravosa, tamaomximo 60 mm, granulometra estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos,


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partculas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semi-

redondeadas), cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor, estrato hmedo, compacidaddensa, sin presencia de materia orgnica.


Calicata 3


Horizonte 1: El espesor del estrato es de 30 cm y est conformado por arena gravosa, conarenas gruesas y medias, tamao mximo 50 mm, granulometra estimada: 30% de gravas,50% de arenas y 20% de finos, partculas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semi-redondeadas), cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor,sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presentetiene una nula plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 85 cm y est compuesto por limo arenoso, congruesos de tamao mximo de 40 mm, granulometra estimada: 30% de arenas y 70% de finos,moderada cementacin, color verde, con olor mineral, sin humedad, consistencia suave. Elsuelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia media in situ. Se puede concluir que el colordel estrato est relacionado con un suelo con presencia de sulfatos.

Horizonte 3: Arena, tamao mximo 60 mm, granulometra estimada: 10% de gravas, 70% dearenas y 20% de finos, partculas sub-angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor,estrato hmedo, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica. El espesor del estratoes de 160 cm.


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Calicata 4

La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.15 m, respecto al nivel de terreno. Seencontr un estrato de suelo mezclado con sal conocido en el lugar como Tertel, figura 3.6.

Horizonte 1: El espesor del estrato es de 15 cm y est compuesto por grava arenosa, conarenas finas y medias, tamao mximo 50 mm, granulometra estimada: 50% de gravas, 30%de arenas y 20% de finos, partculas angulares, cementacin moderada, color caf oscuro, sinolor, sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presente

tiene una nula plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 180 cm y est conformado por arena limosa, tamaomximo de 5 mm, granulometra estimada: 60% de arenas y 40% de finos, dbil cementacin,color caf oscuro, sin olor, con humedad, consistencia dura. El suelo presentaba una plasticidadbaja y dilatancia media in situ.


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Calicata 5

La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno. Existeuna pequea presencia de clastos de sobre 3 (80 mm), figura 3.7.

Horizonte 1: El espesor del estrato es de 30 cm y est conformado por arena gravosa, conarenas finas y medias, tamao mximo 70 mm, granulometra estimada: 30% de gravas, 50%de arenas y 20% de finos, partculas angulares, cementacin moderada, color caf oscuro, sinolor, sin humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presentetiene una nula plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 170 cm y est conformado por arena limosa, conpresencia de clastos de tamao mximo de 80 mm, granulometra estimada: 30% de gravas,40% de arenas y 30% de finos, moderada cementacin, color caf oscuro, sin olor, conhumedad, compacidad densa. El suelo presentaba una plasticidad nula y dilatancia rpida insitu.


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Calicata 7

La calicata fue excavada en promedio hasta la cota -2.10 m, respecto al nivel de terreno. Elsegundo estrato presentaba una mezcla de sal y arena (Tertel), el tercer estrato est compuestoarena con gravilla de canto rodado con presencia de humedad, con apariencia de material delecho de ro, Figura 3.7.

Horizonte 1: El espesor del estrato es de 90 cm y est conformado por arena gravosa, conarenas gruesas y medias, tamao mximo 40 mm, granulometra estimada: 50% de gravas,30% de arenas y 20% de finos, partculas angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sinolor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presente

tiene una nula plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 60 cm, est compuesto por arena salina, tamaomximo de 20 mm, granulometra estimada: 20% de gravas, 60% de arenas y 20% de finos,partculas de todas las angularidades (angulares, semi-angulares, redondeadas y semi-redondeadas), dbil cementacin, color gris, sin olor, sin humedad, compacidad densa. El suelopresentaba una plasticidad baja y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 3: El espesor del estrato es de 60 cm, se compone de arena limosa, tamao mximo5 mm, granulometra estimada: 70% de arenas y 30% de finos, cementacin nula, color cafoscuro, sin olor, estrato con humedad, compacidad densa, sin presencia de materia orgnica.


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3.1.2. Estado de compacidad

El estado de compacidad del suelo de fundacin de las pilas de lixiviacin proyectadas, sedetermin mediante ensayos in situ. Los ensayos se realizaron en diferentes puntos de lasuperficie que ocuparn las futuras pilas de lixiviacin, figura 3.1. Los resultados obtenidosindican estados de compacidad para los suelos prospectados, entre 1,67 gr/cc y 2,47 gr/cc. Enla tabla 3.1., se presentan los resultados obtenidos de todos los ensayos realizados.

UbicacinCota(m)

DensidadHmeda (gr/cc)

Humedad(%)

DensidadSeca (gr/cc)

Calicata 1 0,3 2,11 1,38 2,08

Calicata 2 2,0 1,72 2,56 1,67Calicata 3 1,2 2,13 1,29 2,11

Calicata 4 0,3 1,81 2,81 1,76

Calicata 5 0,3 2,49 0,94 2,47

Calicata 7 0,3 2,16 1,40 2,13Tabla 3.1. Densidades medidas en la zona de emplazamiento de las pilas de lixiviacin


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Figura 3.3. Toma de densidad in-situ.

3.2. ENSAYOS DE LABORATORIO.

A las muestras de suelos extradas del rea en estudio se le realizaron ensayos decaracterizacin geotcnica como granulometra, lmites de Atterberg, determinacin de lamxima densidad compactada.

3.2.1 GranulometraSuelo 1 2 3 4 6

Ubicacin CALICATA 2 CALICATA 5CALICATA 7

(-0,9 m)CALICATA 7

(-1,5 m) EMPRESTITO

ASTM N % QUE PASA % QUE PASA% QUEPASA

% QUEPASA

% QUE PASA

3"2 1/2" 100

2" 96 100 1001 1/2" 100 87 99 100 99

1" 96 86 95 99 96

3/4" 91 84 94 98 943/8" 79 79 85 92 89# 4 65 70 73 83 85# 10 51 58 62 72 71# 40 29 29 45 61 29

# 200 14 13 19 47 11Tabla 3.4. Resultados ensayos granulomtricos


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3.2.2 Lmites de Atterberg y clasificacin del suelo

UbicacinLimite Liquido

(%)Limite Plstico

(%)ndice de

PlasticidadClasificacin

USCSCalicata 2 19 16 3 SM (ML)Calicata 5 22 20 2 SM (ML)

Calicata 7 (-0,9 m) 19 18 1 SM (ML)Calicata 7 (-1,5 m) 20 18 2 SM (ML)

Emprstito 24 19 4 SW SM-SCTabla 3.5. Resultados ensayos lmites de consistencia

3.2.3 Mxima densidad compactada.

La densidad seca mxima y la humedad ptima de los suelos muestreados, se obtuvo enlaboratorio mediante el ensayo Proctor Modificado. En la tabla siguiente se presentan losresultados obtenidos:

UbicacinCota Muestra

(m)Densidad Seca Mxima

(gr/cc)Humedad Optima

(%)

Calicata 2 1,0 2,17 7,6Calicata 5 1,0 2,12 8,3

Calicata 7 0,9 2,17 7,7

Calicata 7 1,5 2,10 9,6Emprstito 0,0 2,03 11,0

Tabla 3.6. Resultados ensayos Proctor Modificado.

Los resultados del grado de densificacin del terreno son presentados en la siguiente tabla.

Punto NUbicacin Densidad Hmeda

(kg/dm3)Densidad Seca

(kg/dm3)Humedad

%Proctor Modificado

%DIS 1 Calicata 1 2,11 2,08 1,4 96DIS 2 Calicata 2 1,72 1,67 2,6 77DIS 3 Calicata 3 2,13 2,11 1,3 97

DIS 5 Calicata 4 1,81 1,76 2,8 84DIS 6 Calicata 5 2,49 2,47 0,9 117DIS 4 Calicata 7 2,16 2,13 1,4 98

Tabla 3.7. Resultados determinacin grado de densificacin del terreno.


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4. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES GEOTECNICAS DEL SUBSUELO

Los ensayos de campo y laboratorio realizados a los suelos muestreados en la zona en estudiopermitieron determinar sus principales caractersticas y propiedades geotcnicas, de utilidadpara estudiar las condiciones del suelo de fundacin de las pilas de lixiviacin proyectadas bajocondiciones actuales y futuras.

El suelo natural donde se emplazarn las futuras pilas de lixiviacin, presenta caractersticasbastante homogneas. En general su conformacin, como se indic en el acpite anterior, esdel tipo aluvio coluvial con un material consistente esencialmente en una grava areno limosa decolor caf claro, semi angular, con una humedad baja y compacidad media a alta enprofundidad. Sus finos que no superan el 20%, son de baja a nula plasticidad. Su estructura eshomognea con baja cementacin de partculas. Segn la clasificacin USCS este material se

clasifica como SM (ML). El estado de compacidad actual del suelo de fundacin, en generalpresenta valores superiores al 85% del Proctor Modificado.

Durante la etapa explorativa no se ha detectado la presencia de niveles hidrostticos o freticoshasta las cotas prospectadas.

En relacin a la capacidad de soporte del suelo, considerando las caractersticas del materialareno-gravoso algo limoso que compone la totalidad del subsuelo de fundacin del terrenoestudiado, se ha aplicado las metodologas propuestas por los autores Terzaghi, Peck yMeyerhof, para fundaciones de dimensiones corridas infinitas. Se recomienda considerar para elsello de fundacin de las pilas de lixiviacin, una cota correspondiente al nivel de terrenonatural, estimndose las siguientes capacidades de soporte en el sello de contacto:

Q admisible esttica = 3.00 kg/cm2Q admisible dinmica = 3.90 kg/cm2

Se ha considerado en este anlisis para el subsuelo un ngulo de friccin interna de 35 y unadensidad del igual a 1,80 (t/m3).


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5.- DISEO DE LAS PILAS DE LIXIVIACIN

5.1. DESCRIPCIN

En este captulo se presenta el diseo geomtrico de las pilas de lixiviacin, considerando losprincipales aspectos tcnicos, necesarios para satisfacer los requerimientos geotcnicos yambientales que impone el proceso de lixiviacin primaria.

El sector ocupado por las pilas de lixiviacin alcanza un rea de aproximadamente 10 hectreasy se encuentra ubicado a 2 km al norte de la planta ENAMI El Salado. En el sector en estudiose depositar material proveniente del proceso de chancado, que corresponde a un ripioarenoso.

De acuerdo con lo anterior, el aspecto geotcnico que mayoritariamente se ha tomado encuenta es el que busca asegurar una adecuada estabilidad fsica de las obras tanto encondiciones estticas como dinmicas, mediante una adecuada caracterizacin de losmateriales y empleando metodologas de diseo y software de apoyo.

Con respecto a la permeabilidad del suelo superficial de fundacin, a pesar que ella es alta, seha estimado que los sellos de fondo compuestos por geosintticos impedirn unacontaminacin del subsuelo. Se debe recordar que no existe presencia superficial de napa, porlo que el riesgo de una contaminacin de aguas es muy bajo en el escenario de presentarsenapas semi profundas y nulo de ser profundas.

En el diseo de las pilas de lixiviacin, se ha considerado una metodologa similar a la que se

aplica en otros depsitos de estas caractersticas, es decir un terrapln con taludes en altura,con impermeabilizacin de fondo en base a geomembranas de polietileno de alta densidad(HDPE) de espesores mnimos de 1,0 mm, que pueden ser lisas otexturadas. Adems debernexistir drenes de fondo principalmente en base a pendientes hacia sistemas de evacuacin delquidos y de ah a piscinas de recepcin.

Para la elaboracin del diseo de las pilas de lixiviacin se han considerado los antecedentes yproyecciones facilitadas por el ENAMI.

5.2. DISEO DE LAS PILAS DE LIXIVIACION

5.2.1. Disposicin de los ripios

Por las condiciones topogrficas del lugar, queda definida la disposicin de los ripios en eldenominado sistema de pilas, que consiste en disponer los residuos sobre la superficie deterreno natural, con posterioridad al retiro del material de relleno artificial que ocupa gran partedel rea en estudio y que se ha presentado en los estudios estratigrficos. El rea debe serpreparada dejando superficies relativamente llanas con pendiente suave, considerando lacolocacin de zanjas de intercepcin, desvo de aguas lluvia y canales de conduccin de loslquidos lixiviados desde los ripios depositados.


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Con los antecedentes aportados por ENAMI, se resolvi la configuracin que tendr el depsito

una vez completada su vida til; para esto se fijaron las siguientes consideraciones:

Altura de las pilas de lixiviacin igual a 2,0 m. Pendiente del talud de las pilas de lixiviacin 1:1,5 (vertical : horizontal) Ancho medio de las pilas 19 m. Longitud media de las pilas 33 m.

5.2.2. Zanjas de conduccin de lixiviados

Al pie de los taludes de las pilas de lixiviacin, se construirn zanjas para interceptar loslixiviados que se generen desde los ripios, por los procesos de lixiviacin a que se sometan laspilas. Las zanjas debern revestirse con un geomembrana de polietileno de alta densidadHDPE de 1,0 mm de espesor con sus uniones soldadas. La zanja deber tener una seccinlibre de 0,80 m de ancho por 0,80 m de altura. Las zanjas de recoleccin del nivel basaldebern conducir los lquidos a una cmara receptora, ubicada en el punto ms bajo del reaen estudio, construida en hormign armado, que tendr la funcin de acumular los lquidosrecepcionados para su posterior bombeo y acumulacin.

5.3.- PREPARACIN DEL FONDO

El emplazamiento del rea ocupada por las pilas de lixiviacin se encuentra definido en el planotopogrfico que se adjuntan en anexos, donde se puede observar en planta las caractersticasgeomtricas generales de las pilas.

El fondo del rea a ocupar por las futuras pilas, deber prepararse perfilando el suelo naturalcon el propsito de dejar las pendientes de 3% a 4% y superficies adecuadas. Todas aquellasreas destinadas a servir de subrasante, una vez terminadas, debern estar libre de residuos omateriales deleznables, orgnicos y/o degradables, manteniendo una superficie regular yhorizontal.

Una vez alcanzados los niveles de terreno proyectados, se proceder a nivelar y compactar lasubrasante mediante un equipo de rodillo vibratorio de peso mnimo de 4.000 kg. El proceso decompactacin se realizar hasta alcanzar una densidad seca no inferior al 90% de la D.M.C.S.segn el Proctor Modificado (Nch 1534/2) el 70% de la Densidad Relativa (Nch 1726).

Se incluir en estos procesos todos aquellos rellenos que se confeccionen para la conformacin

de obras anexas. El material componente de estos rellenos, ser el que provenga de los cortesrealizados en los movimientos de tierras y se compactarn en capas horizontales de espesor nosuperior a 0,30 m.

El material componente del subsuelo resulta adecuado para la construccin de obras de tierrasy por lo tanto se podra emplear como emprstito, previa seleccin sobretodo en lo que serefiere a la eliminacin de sobretamaos. Los suelos para obras anexas y rellenos, debencumplir con las siguientes exigencias:


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Banda granulomtrica

Malla % que pasa3 1002 80 - 1001 55 - 100

3/8 40 - 70N 4 35 - 65N 10 20 - 50N 40 10 - 30

N 200 0 -15

Limites de consistencia

Limite lquido no superior a 25 %ndice de plasticidad no superior a 6 %

Razn de soporte California (C.B.R.)% C.B.R. a 0.2 no inferior a 40 %

La construccin de rellenos o terraplenes deber ejecutarse a travs de capas horizontalessuperpuestas, de un espesor compactado no superior a 0,30 m, las cuales sern compactadassucesivamente en todo su ancho hasta alcanzar una densidad seca uniforme no inferior al 95%de la D.M.C.S. del Proctor Modificado (NCh 1534/2) el 80% de la Densidad Relativa (NCh1726).

Para comprobar la correcta caracterizacin de los materiales utilizados y su grado dedensificacin alcanzado en la compactacin, ser necesario analizar y certificar aquellasespecificaciones ya mencionadas, a travs de un laboratorio acreditado, el cual actuar comoente asesor de la I.T.O.

5.4. OBRAS ASOCIADAS

5.4.1. Vas de acceso internas

El plan de operacin de las pilas de lixiviacin, deber considerar vas de acceso al frente dedescarga respectivo, las que deben mantenerse expeditas para el trnsito de maquinaria y

camiones que se utilizarn en su construccin y operacin.

Todos estos caminos, debern ser construidos sobre terreno natural. Ellos debern serperfilados con la maquinaria disponible, y se compactarn mecnicamente, en lo posibleutilizando el trnsito de la maquinaria pesada de trabajo en la zona, hasta alcanzar niveles decompactacin que permitan el transito expedito de los camiones cargados.

5.4.2. Sistemas de impermeabilizacin basal

El rea destinada al emplazamiento de las pilas de lixiviacin cuenta con una superficie deaproximadamente 10 Ha. En esta zona se habilitarn planos con pendientes suaves, sobre loscuales se construir el sistema de impermeabilizacin basal.


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En la construccin del sistema de impermeabilizacin se ha considerado la utilizacin degeosintticos en el fondo del rea de ubicacin de los ripios, con el propsito de impedir que elflujo de lquidos que se generan por la humedad contenida en los ripios y los aportes externosde agua, infiltren el suelo basal y contaminen las zonas aledaas.

Para el diseo del sistema de impermeabilizacin se consider el diseo geomtrico deldepsito, y caractersticas geotcnicas del suelo y subsuelo. A continuacin se detallan lascaractersticas del sistema de impermeabilizacin basal, propuesto para las pilas de lixiviacin.

En la base del rea de emplazamiento de las pilas, se habilitarn paos colindantes conpendientes suaves, en la cual debe estar emplazado el sello de fondo, dejando superficies libresde gravas angulosas con tamao mayor a 3/8. En caso de detectarse densidades naturales

menores al 90% de la DMCS, se compactar hasta alcanzar dicho grado de compactacin,mediante equipos compactadores adecuados. La carpeta de fondo deber ser instalada sobreun material de relleno que asegure que no se producirn roturas de sta por punzonamiento odesgarros originados por los esfuerzos de traccin a los que seran sometidas en estados desolicitacin crticos. Para ello, en la superficie basal se emplear como capa de apoyo materialarenoso asegurando por la va del harneado la no existencia de cantos angulares en el material,que puedan daar la geomembrana. Se recomienda que este material no contengan partculasmayores a 3/8, con el objeto de asegurar su integridad. Todo esto, posterior a la nivelacinsuperficial de la zona. Sobre la geomembrana, deber colocarse una primera capa de arena de30 cm. deespesor, tambin para evitar punzonamientos o desgarros de la geomembrana. En latabla 5.1 se entrega el detalle de este sistema.

ELEMENTO FUNCIONSuelo natural compactado Se realizar el nivelado y la compactacin del suelo natural,

eliminando materiales ptreos y orgnicos, para la colocacin desellos artificiales.

Geomembrana de H.D.P.E. Geomembrana de HDPE de 1,0 mm con un coeficiente depermeabilidad de k=10-15 cm/seg.

Carpeta operativa Se considera la colocacin de una carpeta operativa de materialinerte, preferentemente arena limpia de material granular gruesocon un espesor mnimo de 0,30 m, la funcin ser proteger elsistema de impermeabilizacin artificial debido al flujo vehicularde camiones durante la descarga. (Puede emplearse arenas derelaves existentes en el sector)

Tabla 5.1. Sistema de Impermeabilizacin basal

Sobre la superficie previamente aprobada, se colocar una geomembrana de HDPE de 1,0 mmde espesor, que se desplegar de forma tal que se minimicen las uniones de terreno.

Las geomembranas de HDPE de 1,0 mm que se suministren debern haber sido fabricadas conresinas vrgenes de alta calidad, mediante procesos de extrusin que permitan obtenertolerancias de espesor de +/- 7%. Tanto la calidad de las materias primas como los procesosde fabricacin y colocacin sern controlados y certificados. Entre estos procesos estn loscriterios de aceptacin de las uniones y sus resistencias. Todos los procedimientos sernefectuados y controlados con criterios de aseguramiento de calidad, quedando ellos registros.


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Los rollos de geomembranas tendrn dimensiones tales que permitan minimizar uniones enterreno y se manipularn minimizando el riesgo de daos causados por abrasin, impactos,derrames de hidrocarburos o exposicin prolongada a la radiacin solar. Se descargarn de loscamiones que los trasladen utilizando preferentemente un cargador frontal, que los colocar enlas zonas donde se proyecta la instalacin de los futuros depsitos.

Figura 5.7. Sistema de impermeabilizacin basal.

Suelo nivelado yCompactado

Ripios

Carpeta Operativa y deProteccin, 30 cm espesor

Geomembrana HDPEde 1,0 mm


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6. ANLISIS DE ESTABILIDAD DE LAS PILAS DE LIXIVIACIN

6.1. COMPORTAMIENTO MECNICO Y MODO DE FALLA

El comportamiento mecnico mas desfavorable, correspondiente a una situacin de corto plazode las pilas de lixiviacin del tipo dinmico (on-off) durante la fase operacional de 60 das, esdefinido principalmente por el estado de saturacin que presenta la masa de minerales productode la aplicacin de las soluciones cidas para la obtencin de los xidos de cobre. Esto generamicro-fisuras en las partculas de mineral producindose un efecto de chancado qumico, elcual disminuye la distribucin granulomtrica aumentando el porcentaje de partculas finas(Bard et al. 2004). Este efecto disminuira la permeabilidad del material y afectara tanto elcomportamiento tenso-deformacional como los parmetros resistentes bsicos que gobiernan larespuesta mecnica de este tipo de materiales. Por lo anterior este efecto ha sido considerado

como uno de los factores claves para la estabilidad mecnica de un depsito de ripios delixiviacin (Thiel. R & Smith. M, 2001).

En este tipo de estructuras los deslizamientos ms comunes presentan una morfologa del tipobloque o cua superficial, los cuales son inducidos principalmente por la presencia de lainterfase mineral-geomembrana-suelo de fundacin, correspondiente a los sistemas deimpermeabilizacin y recoleccin de los lquidos lixiviados.

A nivel de parmetros resistentes la estabilidad mecnica de la superficie potencialmentedeslizante se encuentra definida por el ngulo de friccin interna movilizado a grandesdeformaciones, lo cual se traduce en una condicin de estabilidad mecnica cercana a lacondicin de equilibrio lmite.

Por lo tanto, debido a esta condicin es natural que se produzcan deslizamientos o derramessuperficiales, los cuales no comprometen su comportamiento estructural ni el buenfuncionamiento durante la fase operacional. (Bard et al. 2004).

6.2. HIPTESIS DE CLCULO

A continuacin se presentan las hiptesis adoptadas para analizar la estabilidad de taludes delas pilas de lixiviacin que han sido proyectadas.

El mineral a depositar en las pilas de lixiviacin presenta una condicin dehomogeneidad e isotropa.

Las propiedades fsicas y mecnicas del material experimentan una degradacin decarcter progresivo, al momento de ser aplicada la solucin cida necesaria para laobtencin de los xidos de cobre.

El estado de saturacin de las pilas de lixiviacin slo incrementa el peso de la masapotencialmente deslizante.

Las geomembranas que sern instaladas en la interfase con el suelo de fundacinpresentarn un funcionamiento ideal durante toda la vida til de las pilas.


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Las superficies preferenciales de deslizamiento, sern definidas por la interconexin

basal a nivel de la interfase mineral-geomembrana-suelo de fundacin.

6.3. PERFIL DE ANLISIS

El perfil de anlisis fue definido a partir de la informacin aportada por el mandante respecto ala configuracin geomtrica de las pilas proyectadas correspondientes a una superficie basal de19 m de ancho y 33 m largo con una altura de 2 m, ver figura 6.1. La inclinacin de los taludesconsiderada es 1:1,5 (V:H), la cual fue definida a partir de las recomendaciones de diseo parala construccin de este tipo de depsito (Breitenbach, 2004).

A nivel basal de las pilas se consider una interfase de 0,1 m de espesor.

P i l a d e l i x i v i a c i n

Figura 6.1: Perfil tipo. Pilas de Lixiviacin.

6.4. ACELERACIN MXIMA Y COEFICIENTE SSMICO DE DISEO

Considerando que la Planta ENAMI El Salado se encuentra en la zona ssmica 3, de acuerdo ala zonificacin establecida en la Norma Chilena (NCH 433. Of. 96), se consider para el clculode estabilidad una aceleracin mxima efectiva (Ao) de 0,40g.

Respecto al coeficiente ssmico de diseo (C.S) este fue determinado a partir de lasrecomendaciones de Bard et al. (2005) para este tipo de estructuras, las cuales proponen paraestimar C.S la expresin obtenida por Saragoni (1993), para sismos de aceleracin mximainferior a 0.67g, obteniendo para el caso en estudio un valor igual a 0.15.

6.5. MTODO DE CLCULO ADOPTADO

Actualmente el anlisis de estabilidad de taludes en este tipo de estructuras es realizadoempleando Mtodos de Equilibrio Lmite (MEL), procedimientos geotcnicos clsicos aceptadostanto por la prctica nacional como internacional.

Considerando una condicin de homogeneidad de los minerales depositados, las superficiespotenciales de deslizamiento presentaran una morfologa del tipo bloque deslizante, segn elcomportamiento observado in situ que (Thiel. R & Smith. M, 2001), inducida por la presenciade la interfase a nivel basal mineral-geomembrana-suelo de fundacin, la cual presentaparmetros resistentes inferiores respecto a los parmetros de la masa de mineral depositado.


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Por lo tanto, se ha optado por realizar una evaluacin de la estabilidad de las pilas de lixiviacin

durante la fase operacional, empleando el mtodo de equilibrio plstico-lmite y bidimensionalde Morgenstern-Price, bajo condiciones estticas y ssmicas (anlisis pseudos estticos), enel perfil tipo de la configuracin geomtrica propuesta. La herramienta de clculo utilizada fue elsoftware Slope/W (Geo-Slope Internacional, Ltd).

6.6. FACTOR DE SEGURIDAD ADOPTADO

El factor de seguridad considerado como aceptable para pilas de lixiviacin on-off durante lafase operacional es cercano a la unidad, correspondiente a una condicin de equilibrio lmite, elcual es definido principalmente por el ngulo de friccin interna movilizado a grandesdeformaciones generadas durante la fase de depositacin del mineral.

6.7. PARMETROS RESISTENTES CONSIDERADOS

Los parmetros resistentes considerados en los anlisis de estabilidad fueron obtenidos de lascorrelaciones de los ensayos realizados en este estudio; desde el informe Estudio GeotcnicoDisposicin de Residuos Provenientes del Proceso de Lixiviacin. Ampliacin Planta SX-EW.Planta Salado Enami realizado en el ao 2002 por esta consultora y desde publicacionesrecientes referentes al comportamiento mecnico que presenta este tipo de materiales.

Respecto a los minerales que conforman las pilas de lixiviacin, en el informe sealado serealiz un ensayo de ensayo de corte directo CU en laboratorio sobre muestrascorrespondientes a la fraccin arenosa y fina de ripios de lixiviacin, descartndose todo elmaterial sobre la malla #4. Los resultados obtenidos corresponden a un ngulo de friccin

interna de 36 y una cohesin de 1,0 (ton/m2).

Sin embargo, el ngulo de friccin aumentara al incorporar la fraccin correspondiente almaterial sobre la malla #4, ya sta le otorgara una mayor trabazn entre partculas.Considerando lo anterior, para el presente estudio de adopt un valor de 38. Respecto a lacohesin, considerando el estado de saturacin que se genera durante la fase de lixiviacin delas pilas, se adopt valor nulo.

Los parmetros resistentes considerados en la zona de interfase corresponden a los obtenidosde las investigaciones realizadas por Andrade et al (1997), los cuales arrojaron como resultadoque la interfaz crtica corresponde, por lo general, a la compuesta por ripios - geomembrana tipoHDPE liso en estado de saturacin, la cual representara la condicin ms desfavorable desde

el punto de vista de resistencia mecnica. Los resultados obtenidos indican que para talconfiguracin el ngulo de roce esta dentro del rango 18 - 27 (valor residual y mximo) concohesin nula.

Considerando que los anlisis de estabilidad fueron definidos para evaluar el comportamientomecnico durante la fase operacional de las pilas y por ende un escenario a corto plazo, seadopt un ngulo de friccin de 27.

Respecto al suelo de fundacin los antecedentes indican que corresponde arenas gravosaslimosas, con limos de baja compresibilidad. Los parmetros resistentes estimadoscorresponden a un ngulo de friccin de 35 y una cohesin nula.


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Parmetros Geotcnicos

Material t (t/m3) c (t/m2)Pila 1.65 38 0

Interfase 1.00 27 0Suelo de fundacin 1.85 35 0

Tabla 6.1. Parmetros geotcnicos pila, interfase y suelo de fundacin.

6.8. RESULTADOS OBTENIDOS DEL ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Se puede deducir de los resultados obtenidos en los anlisis de estabilidad de taludes, que engeneral las pilas de lixiviacin dinmica proyectadas presentaran una situacin de estabilidadesttica adecuada. Se observan condiciones cercanas a la unidad e inferiores al equilibrio lmitebajo condiciones ssmicas, slo en condiciones extremas desfavorables y con deslizamientosde muy bajo riesgo.

En las figuras 6.2 y 6.3 se presentan los resultados ms desfavorables, obtenidos de losanlisis de estabilidad actual correspondientes a un perfil tipo, bajo condiciones estticas yssmicas.

Pila de lixiviacin

Suelo de Fundacin

Wt: 16.5Cohesion: 0Phi: 38

Pila

Wt: 10Cohesion: 0Phi: 18


Interfase

Suelo de Fundacin

ProyectoPilas de lixiaviacin Dinmicas.El Salado

Anlisis de estabil idad de taludesCondicin estticaSeptiembre 2006Grupo de GeotecniaPUCV

Factor de seguridad: 1.012

Distancia (m)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Altura(m)

0

2

4

6

8

10

Figura 6.2: Superficie crtica potencial de deslizamiento de talud. Perfil tipo. Condicin Esttica.Mtodo de Morgenstern-Price.


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Pila de lixiviacin

Suelo de Fundacin


Pila

Wt: 10Cohesion: 0Phi: 18

Wt: 18.5Cohesion: 0

Phi: 35

Interfase

Suelo de Fundacin

ProyectoPilas de lixiaviacin Dinmicas.El SaladoAnlisis de estabil idad de taludesCondicin ssmicaSeptiembre 2006Grupo de GeotecniaPUCV

Factor de seguridad: 0.743

Distancia (m)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Altu

ra(m)

0

2

4

6

8

10

Figura 6.3: Superficie crtica potencial de deslizamiento de talud. Perfil tipo. Condicin Ssmica.Mtodo de Morgenstern-Price.

Estas zonas potenciales de falla obtenidas en condiciones extremas, representan losmecanismos de falla tpicos para este tipo de depsitos caracterizados por cuas deslizantesproducto de la existencia de interfases a nivel del suelo de fundacin.

Si bien estos ltimos resultados indican que los taludes se encontraran actualmente en unasituacin cercana al equilibrio lmite, el volumen deslizante asociado a estas potenciales

superficies de falla no sera de magnitud importante. Segn la experiencia nacional respecto ala estabilidad de este tipo de estructuras los resultados obtenidos son tpicos para este tipo deestructuras construidas con materiales depositados por volteo, ya que los taludes adoptan enforma natural una pendiente definida por el ngulo de friccin interno movilizado a grandesdeformaciones. Por lo tanto, segn lo anterior las superficies de falla que podran generarseslo afectaran parcialmente el correcto funcionamiento durante la fase operacional de las pilas.Esta situacin puede ser corregida fcilmente reordenando el material derramado mediante eluso de un cargador frontal.


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7. DISEO DE LOS DEPSITOS DE RIPIOS

Con el propsito de generar antecedentes para del rea que se pretende destinar para eldepsito de los ripios que se retiren desde las pilas de lixiviacin y de acuerdo a lo indicado porel mandante, se ha procedido a recopilar antecedentes bsicos que permiten realizar el diseogeomtrico y las especificaciones tcnicas con las que debe cumplir este depsito.

Para ello, el Sr. Rodrigo Valds P., Ingeniero de la Planta EW, ENAMI, Salado, solicit a estaconsultora antecedentes geotcnicos, mediante la prospeccin de dos calicatas representativas.El rea seleccionada por ENAMI para el emplazamiento del futuro depsito de ripios, sepresenta en la figura 7.1 y corresponde a una quebrada ubicada al norte del rea deemplazamiento de las pilas de lixiviacin.

Figura 7.1. Vista general del rea de emplazamiento de las pilas de lixiviacin y delemplazamiento del depsito de ripios.Fuente: Google Earth, 2006

Emplazamiento futuras pilas de lixiviacin

Emplazamiento futuro depsito ripios


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7.8. ESTRATIGRAFIAS

Se realizaron estratigrafas en la zona de emplazamiento del futuro depsito de ripios,preseleccionada por ENAMI, en una quebrada ubicada al norte del rea en estudio. Losantecedentes recogidos de las calicatas de exploracin fueron los siguientes:

Calicata 6(1)La calicata fue excavada aproximadamente hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno.La estructura laminar de los estratos est dado por el origen aluvial, con muchos estratos conuna pequea altura. Presencia de Clastos en toda la calicata en su gran mayora entre 4 a 6".

Horizonte 1: El espesor del estrato es de 80 cm, est conformado por arena gravosa, conarenas gruesas y medias, tamao mximo 40 mm, granulometra estimada: 30% de gravas,

50% de arenas y 20% de finos, partculas angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sinolor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presentetiene una nula plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 15 cm, est compuesto por arena limosa, tamaomximo de 20 mm, granulometra estimada: 30% de gravas, 40% de arenas y 30% de finos,partculas sub-angulares, dbil cementacin, color caf oscuro, sin olor, sin humedad,compacidad media. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 3: El espesor del estrato es de 115 cm, se compone de arena gravosa, tamaomximo 50 mm, granulometra estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos,partculas sub-angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor, estrato sin humedad,

compacidad moderada, sin presencia de materia orgnica.

Calicata 6(2)

La calicata fue excavada aproximadamente hasta la cota -2.00 m, respecto al nivel de terreno.La estructura laminar de los estratos est dado por el origen aluvial, son muchos estratos conuna pequea altura. Se aprecia presencia de clastos en toda la calicata en su gran mayoraentre 4 a 6". Esta calicata se excav a 100 metros al norte de la calicata 6(1), observndosegran similitud entre los estratos debido a que los suelos presentes tienen el mismo origen.

Horizonte 1: El espesor del estrato es de 80 cm, est compuesto por arena gravosa, conarenas gruesas y medias, tamao mximo 40 mm, granulometra estimada: 30% de gravas,

50% de arenas y 20% de finos, partculas angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sinolor, sin humedad, compacidad suelta, sin presencia de materia orgnica. El suelo fino presentetiene una nula plasticidad y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 2: El espesor del estrato es de 15 cm, est conformado por arena limosa, tamaomximo de 20 mm, granulometra estimada: 30% de gravas, 40% de arenas y 30% de finos,partculas sub-angulares, dbil cementacin, color caf oscuro, sin olor, sin humedad,compacidad media. El suelo presentaba una plasticidad baja y dilatancia rpida in situ.

Horizonte 3: El espesor del estrato es de 115 cm, se compone de arena gravosa, tamaomximo 50 mm, granulometra estimada: 30% de gravas, 50% de arenas y 20% de finos,


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partculas sub-angulares, cementacin dbil, color caf oscuro, sin olor, estrato sin humedad,

compacidad moderada, sin presencia de materia orgnica.

7.2. ENSAYOS DE LABORATORIO.

Se tomaron muestras representativas con el objetivo de determinar en laboratorio laspropiedades ndice de los materiales mediante, ensayos de caracterizacin fsica,correspondientes a granulometras (LNV 105), Lmites de Atterberg (NCh 1517) y ProctorModificado (NCh 15434/2).

7.2.1 Granulometra

Suelo 5

UbicacinCALICATA 6(BOTADERO)

ASTM N % QUE PASA

3"2 1/2"

2" 1001 1/2" 96

1" 873/4" 833/8" 74

# 4 64# 10 54# 40 24

# 200 7Tabla 7.1. Resultados ensayos granulomtricos

7.2.2 Lmites de Atterberg y clasificacin del suelo

UbicacinLimite Liquido

(%)Limite Plstico

(%)ndice de

PlasticidadClasificacin

USCS

Calicata 6 (botadero) 20 18 2 SP SM(ML)Tabla 7.2. Resultados ensayos lmites de consistencia

7.2.3 Mxima densidad compactada.

La densidad seca mxima y la humedad ptima de los suelos muestreados, se obtuvo enlaboratorio mediante el ensayo Proctor Modificado. En la tabla siguiente se presentan losresultados obtenidos:


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UbicacinCota Muestra

(m)Densidad Seca Mxima

(gr/cc)Humedad Optima

(%)

Calicata 6 (botadero) 1,0 2,12 9,3Tabla 7.3. Resultados ensayos Proctor Modificado.

7.3. DISEO DEL DEPOSITO DE RIPIOS

Segn lo indicado al inicio de este informe, la Planta Osvaldo Martnez, ENAMI El Saladoincrementar su capacidad de produccin de ctodos de cobre, lo que generar un aumento delos desechos provenientes del proceso. Por esta razn se ha propuesto en forma preliminarpor parte de ENAMI la construccin de un nuevo depsito en la zona descrita en la figura 7.1. El

terreno seleccionado se encuentra ubicado al norte del emplazamiento proyectado para lasfuturas pilas de lixiviacin.

En el sector en estudio se depositar material proveniente del proceso de lixiviacin, el quecorresponde a un ripio arenoso con finos, el cual es lavado en las pilas durante las primeras 24hrs. posteriores al proceso de lixiviacin y luego ser mantenido a temperatura ambientedurante otras 24 hrs. ms para ser secado, como se indic al inicio del presente informe. As,este residuo llega mas limpio a su lugar de depsito con una humedad estimada del orden deun 15%. Debido a esto, se ha trabajado la implementacin de una metodologa de colocacinen terreno que permita la mayor evaporacin de la humedad del material depositado,disponindolo, en lo posible, en capas de espesor reducido, zonas extensas y de alturauniforme. Con esto se intenta que la humedad final de los ripios antes de recibir la capa

siguiente en el relleno no sea mayor al 5%, con lo cual los volmenes de agua almacenada enel relleno seran lo suficientemente bajos para no generar prdidas en la resistencia al corte delos materiales y mayores percolaciones hacia los puntos mas bajos de las reas dedepositacin.

De acuerdo con lo anterior, los aspectos geotcnico - ambientales que mayoritariamente se hantomado en cuenta para el diseo del futuro depsito, y que son parte importante en el desarrollode este proyecto, son: asegurar una adecuada estabilidad fsica de las obras tanto encondiciones estticas como dinmicas mediante una adecuada caracterizacin de losmateriales y empleando metodologas de diseo y software de apoyo; reducir el eventualimpacto de las aguas de percolacin sobre el suelo de fundacin por medio del secado de losripios y la proteccin de la base de fundacin; asegurar el mnimo impacto sobre la calidad del

aire por medio de la humedad incorporada a los residuos y minimizar el impacto visual a travsde las caractersticas topogrficas que se dar al relleno.

Con los antecedentes anteriores y en conocimiento que el suelo de fundacin es decaractersticas semi permeables, se ha procedido a especificar las caractersticas decompacidad que debe tener dicho suelo de fundacin y la preparacin que se debe realizar alsello, para asegurar la estanqueidad de este, ante la posible re lixiviacin por lluvias. Por tanto,es conveniente, para implementar el futuro depsito de ripios de lixiviacin, incorporar lasrecomendaciones propuestas en el punto 5.3 y 5.4 del presente informe.

A partir de estos antecedentes y con el plano topogrfico del sector en estudio, aportado porENAMI, se ha procedido disear la geometra y analizar la estabilidad de los depsitos de ripios.


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Para esto, se consideraron las propiedades mecnicas de los ripios, determinadas en trabajos

anteriores realizados por estos profesionales en Planta ENAMI Salado y del conocimiento delcomportamiento geotcnico en proyectos similares. Complementariamente, se entreganrecomendaciones generales de diseo y construccin de las obras asociadas, de forma que laseguridad del depsito no se vea afectada tanto en la etapa operacin, como en la etapa deabandono.

7.4. ANTECEDENTES CONSTRUCTIVOS

Para la construccin de los futuros depsitos, se recomienda disponer los ripios en formaprogresiva, desde oriente a poniente, por capas y extendidos en zonas amplias, con el fin deprovocar la evaporacin del agua con la cual llegan a su disposicin final (aproximadamente del

orden de 15%). El material dispuesto, ser compactado por el paso de los camiones quetrasladan los ripios o con equipos de movimiento de tierras que sean utilizados en el proceso deconstruccin de las pilas de lixiviacin.

Como ya se mencionara, atendiendo a las caractersticas geotcnicas de los estratos queconstituyen la fundacin del depsito, se ha considerado como medida de amplia seguridad, lacolocacin de una geomembrana basal impermeable, para la recoleccin de las soluciones delixiviacin, evitando impactos negativos al medio ambiente. La geomembrana de fondo deberser instalada sobre un material de relleno que asegure que no se producirn roturas de sta porpunzonamiento o desgarros originados por los esfuerzos de traccin a los que podran ser,sometidas en estados de solicitacin crticos. Para ello, una primera alternativa es aplicar unacapa de 20 cm de espesor de arena fina compactada, para lo cual se puede emplear el material

denominado de emprstito, descrito en el punto 3.2, obtenido de un terreno de propiedad deENAMI, ubicado aproximadamente a 7 km de la planta a un costado del camino hacia Chaaral.Una segunda alternativa es emplear como capa de apoyo, los propios ripios compactados en lamedida que se asegure la no existencia de cantos angulares en el material, y no contenganpartculas mayores a 3/8, que puedan daar la geomembrana. Sobre la geomembrana, sedeber colocar una primera capa de ripio mas fino, de 20 cm de espesor, con el propsito deevitar punzonamientos o desgarros de la geomembrana.

Tambin se puede emplear como capa de contacto con la geomembrana, material de arenas derelave existente en el sector y perteneciente a Enami

7.5. ESPECIFICACIONES TECNICAS SISTEMA DE IMPERMEABILIZACION

7.5.1. Preparacin de superficies

El sello de fundacin que recibe la geomembrana, se perfilar mediante trazas preferentementerectas, dejando superficies libres de gravas angulosas con tamao mayor a 3/8.

En caso de detectarse densidades naturales menores al 95% de la DMCS Proctor Normal, secompactar dicho sello de fundacin hasta alcanzar el grado de compactacin anterior,mediante el empleo de equipos compactadores adecuados.


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7.5.2. Sistema de impermeabilizacin

Sobre la superficie previamente aprobada, se colocar una geomembrana de HDPE de 1,0 mmde espesor, la que se desplegar de forma tal que se minimicen las uniones de las lminas.

7.5.3. Caractersticas e instalacin de geomembranas

Las geomembranas de HDPE de 1,0 mm que se suministren debern haber sido fabricadas conmateriales de alta calidad. Tanto la calidad de las materias primas como los procesos defabricacin y el producto final sern controlados y certificados. Entre estos procedimientosestn los criterios de aceptacin de las uniones y las resistencias de ellas.

Los rollos de geomembranas se manipularn minimizando el riesgo de daos causados por

abrasin, impactos, derrames de hidrocarburos o exposicin prolongada a la radiacin solar. Sedescargarn de los camiones que los trasladen utilizando preferentemente un cargador frontal ogra de horquilla, que los colocar en las zonas donde se proyecta la instalacin de los futurosdepsitos.

7.6 DISEO GEOMTRICO DEPOSITOS DE RIPIOS

El diseo geomtrico del nuevo depsito de ripios de lixiviacin fue proyectado a partir de lainformacin topogrfica aportada por el mandante a esta consultora, para la elaboracin delpresente estudio (Plano Confeccin Terrazas Pilas. Sector Piscinas de Evaporacin, Abril2006), que se adjunta en anexos.

La zona de emplazamiento seleccionada corresponde a un sector de quebradas, dentro de loterrenos pertenecientes a ENAMI, ubicado hacia el oeste de la planta El Salado entre lascoordenadas W 70 20 9``y S 26 2439``.

Considerando las condiciones topogrficas, la disposicin de los ripios provenientes del procesode lixiviacin ser realizada mediante un sistema de relleno escalonado o terrazas, que consisteen disponer los residuos sobre una superficie con pendiente ascendente. La construccin serealizar en base a celdas de operacin, considerando la excavacin de zanjas de intercepciny desvo de aguas lluvia, adems de canales de conduccin de los lquidos lixiviadosremanentes en los ripios depositados. El diseo que se describe a continuacin considera elconfinamiento de las terrazas por las paredes del terreno natural definidas por la quebrada.

La geometra del depsito, fue definida a partir del criterio de esta consultora y segn lasrecomendaciones actuales de la prctica ingenieril, para este tipo de depsitos. Laconfiguracin propuesta esta constituida de la siguiente manera:

Altura de las terrazas de ripios de lixiviacin igual a 10 m.Alturas de relleno mxima 20 m.Pendiente del talud de relleno 1:1,4 (vertical : horizontal)Ancho mnimo de las terrazas de 15 m.

Es importante sealar que los retranqueos o terrazas tienen por objeto aumentar el grado deseguridad respecto a la estabilidad mecnica del depsito, as como tambin facilitar los


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trabajos de mantenimiento de los taludes, trnsito de maquinaria, y limpieza de las zanjas de

conduccin de lquidos.

De manera general, el relleno se inicia en el fondo de la quebrada, disponiendo los ripios hacialos taludes de los cerros, de manera de construir una plataforma de trabajo que facilite ladepositacin de los ripios mediante volteo directo, desde los caminos habilitados para sutransporte. A partir de este punto se va conformando la primera etapa, correspondiente a laconstruccin de la terraza N 1, de aproximadamente 10 metros de espesor, que ocupa unasuperficie del orden de 1,0 hectrea. El conjunto de celdas crecer en esta etapa con taludes dependientes 1:1,4 (V:H). Se ha podido observar de las visitas efectuadas a terreno, que el taludnatural de los actuales depsitos de ripios, es del orden de 1:1,5 (V:H).

TERRAZA N 1

Figura 7.2. Primera etapa de crecimiento. Terraza N 1.

La segunda etapa, correspondiente a la construccin de la terraza N 2, que ocuparaproximadamente 2,0 hectreas de superficie, se construir de igual manera, con un espesormximo de 10 m, disponiendo los ripios sobre la primera etapa, siempre desde el fondo de laquebrada hacia el exterior, considerando un retranqueo sobre la primera etapa de 15 metros deancho y una pendiente mnima del 1%, hacia el exterior.


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TERRAZA N 2

Figura 7.3. Segunda etapa de crecimiento. Terraza N 2.

7.7 CAPACIDAD VOLUMETRICA DE DEPOSITACION.

La capacidad volumtrica del depsito de ripios propuesto, fue determinada considerandoinformacin obtenida tanto en terreno por profesionales de esta consultora, como la aportadapor el mandante respecto a la puesta en marcha del proyecto de ampliacin de la produccin dela Planta LIX-SX-EW a 800 t/mes de ctodos de cobre, y la topografa de la zona deemplazamiento seleccionada. Adems de las caractersticas geotcnicas relacionadas con el

estado de compacidad in-situ obtenido en ripios de similares caracterstica.

Segn lo anterior, el volumen de relleno disponible para la etapa de crecimiento es de175.700,63 m3. Si se considera que el depsito dispondr del orden de 4.800 toneladasanuales de ripios, la vida til del depsito a partir de los antecedentes considerados, alcanzaaproximadamente a 35 aos.

A continuacin se presenta una tabla resumen con las caractersticas geomtricas y volmenesaproximados para cada etapa de crecimiento del depsito de ripios proyectado.

TerrazaAltura

(m)Espesor

mximo (m)Taludes

(V:H)Superficie

(Ha)Volumen

(m3)Duracin

(aos)

1 0 - 10 10 1:1,4 1,00 36.040,93 72 10 - 20 10 1:1,4 2,00 139.659,70 28

Tabla 7.4: Caracterstica Geomtricas y volmenes. Terrazas N 1 y N 2. Nuevo depsito deripios.


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7.8 ANLISIS DE ESTABILIDAD DEL NUEVO DEPSITO DE RIPIOS DE LIXIVIACIN

7.8.1. INTRODUCCIN.

En el presente acpite se presentan los resultados correspondientes a los anlisis deestabilidad del futuro depsito de ripios de lixiviacin proyectado, los que se han centradofundamentalmente en el estudio de la estabilidad de taludes, bajo condiciones estticas yssmicas.

Para ello, se han seleccionado los perfiles considerados como ms desfavorables de lageometra propuesta, para cada etapa de crecimiento del depsito de ripio, segn el criterio deesta consultora, a partir de la pendiente del suelo de fundacin y de la relacin altura/talud delas terrazas proyectadas que representan las situaciones crticas de estabilidad. Estos perfiles

fueron proyectados a partir de la informacin topogrfica suministrada por el mandante,correspondiente al mes de abril de presente ao. (Plano Confeccin Terrazas Pilas. SectorPiscinas de Evaporacin. El Salado. ENAMI. Planta El Salado. Abril 2006).

Los parmetros geotcnicos necesarios para analizar la estabilidad mecnica del depsitofueron determinados a partir de la informacin obtenida desde anlisis realizados tanto in-situtanto como en laboratorio, y desde los antecedentes bibliogrficos con que cuenta estaconsultora, obtenidos desde estudios realizados en la Planta Osvaldo Martnez de ENAMI - ElSalado y en depsitos de ripios de similares caractersticas.

La metodologa empleada se fundamenta tanto en las actuales tendencias de diseo comorecomendaciones propuestas para este tipo de estructuras y en la experiencia de esta

consultora.

7.8.2 COMPORTAMIENTO MECNICO Y MODOS DE FALLA.

En la actualidad, mltiples investigaciones y experiencias internacionales indican que los ripiosde lixiviacin una vez depositados presentan un comportamiento mecnico que evoluciona atravs del tiempo. En efecto, con el paso del tiempo el material experimenta un fenmeno derigidizacin o efecto de maduracin de parmetros resistentes debido a diversos factorescomo: la prdida natural de humedad por efecto de la temperatura ambiente; la compactacintanto hidrulica como mecnica y la aparicin de una cohesin por cementacin intergranular, lacual se va generando progresivamente en el material debido a la naturaleza arcillosa de lafraccin fina de los ripios, presencia de minerales y sustancias qumicas provenientes del

proceso de lixiviacin.

Sin embargo, ante un eventual estado de saturacin en la masa de ripios depositados, productode la aplicacin de una segunda lixiviacin o una infiltracin y/o generacin de un flujo internode aguas, se generara la activacin de las soluciones cidas presentes en el material lascuales penetraran en las microfisuras de las partculas de ripios producindose un efectodenominado chancado qumico, aumentando el porcentaje de partculas finas (Bard et al.2004). Este efecto disminuira la permeabilidad de la masa de ripios y le dara tanto elcomportamiento tenso-deformacional como los parmetros resistentes bsicos que gobiernan elcomportamiento mecnico de suelos finos. Por lo anterior este efecto ha sido considerado comouno de los factores claves para la estabilidad mecnica de un depsito de ripios de lixiviacin(Thiel. R & Smith. M, 2001).


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Una potencial infiltracin o flujo de aguas a travs de los ripios depositados en las terrazas

de crecimiento, genera la activacin de los cidos o re-acidificacin en el depsito.

La activacin de los cidos que contienen los ripios genera la disminucin de los parmetrosresistentes y como consecuencia una degradacin en la resistencia mecnica.

Se considera un funcionamiento ideal de las geomembranas que sern instaladas en lainterfase con el suelo de fundacin y entre las terrazas de crecimiento.

Las superficies de falla de menor seguridad, estn definidas por los planos que presentanuna menor resistencia al corte y por la interconexin basal a nivel de la interfase ripio-suelode fundacin.

7.8.4 ESCENARIOS DE ANALISIS.

Los anlisis de estabilidad fueron realizados considerando los siguientes escenarios de clculoque representan situaciones con cierta probabilidad de ocurrencia a corto y largo plazo, segnel criterio de esta consultora, tanto en condiciones estticas y ssmicas.

En el primer escenario, correspondiente a la evaluacin de la estabilidad de taludes deldepsito al trmino de cada etapa de crecimiento. Se consideraron los ripios de lixiviacindepositados en estado natural sin efecto de degradacin de parmetros resistentes.

El segundo escenario de clculo planteado considera analizar una situacin a largo plazo, altrmino de la vida til del depsito, considerando un efecto de maduracin o rigidizacinde los ripios, considerando un estado hdrico cercano a una condicin seca.

De manera adicional y con el objetivo de evaluar la estabilidad del depsito bajo condicionesextremas de muy baja probabilidad de ocurrencia, se ha planteado un escenario de anlisisconsiderando un reduccin en los valores de los parmetros resistentes por efecto dedegradacin y la consiguiente generacin de una re-acidificacin del material, producto de unapotencial infiltracin de aguas lluvias.

7.8.5. PERFILES CONSIDERADOS PARA LA GEOMETRA PROYECTADA.

Los anlisis de estabilidad se realizaron en los perfiles considerados como ms desfavorablesdesde el punto de vista mecnico a partir de la informacin topogrfica aportada por elmandante (Plano Confeccin Terrazas Pilas. Sector Piscinas de Evaporacin. El Salado.ENAMI. Planta El Salado. Abril 2006) y desde visitas a terreno realizadas por profesionales de

74454265 Construccion de Pila de Lixiviacion

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